(57)【要約】【課題】自装置の姿勢の変化を適切に検出することが可能な姿勢検出装置を提供する。【解決手段】自装置の姿勢を検出する姿勢検出手段１２０と、自装置周囲の画像の撮像および／または自装置周囲の音声の検出を行う周囲状況検出手段４０と、周囲状況検出手段４０による検出結果に基づいて、自装置周囲と周囲状況検出手段４０との相対位置関係が変化したか否かを判断する判断手段１４０と、を備え、姿勢検出手段１２０は、判断手段１４０により、自装置周囲と周囲状況検出手段４０との相対位置関係が変化したと判断された場合に、自装置の姿勢の検出を行うことを特徴とする姿勢検出装置。【選択図】  図３
2013117406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
自装置周囲の画像の撮像および／または自装置周囲の音声の検出を行う周囲状況検出手段と、
前記周囲状況検出手段による検出結果に基づいて、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化したか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記姿勢検出手段は、前記判断手段により、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化したと判断された場合に、自装置の姿勢の検出を行うことを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の姿勢検出装置であって、
前記周囲状況検出手段は、前記自装置周囲の画像を繰り返し撮像し、
前記判断手段は、前記周囲状況検出手段によって繰り返し撮像された前記自装置周囲の画像を比較し、前記自装置周囲の画像の変化を検出することで、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化したか否かを判断することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の姿勢検出装置であって、
前記判断手段は、前記自装置周囲の画像を比較した結果、前記自装置周囲の画像が変化した場合には、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化したと判断することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の姿勢検出装置であって、
前記判断手段は、前記自装置周囲の画像を比較した結果、前記自装置周囲の画像が変化した部分の画像の割合が所定割合以下である場合には、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化していないと判断することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の姿勢検出装置であって、
前記判断手段は、前記自装置周囲の画像を比較した結果、前記自装置周囲の画像が変化した場合でも、変化後の画像が、変化前の画像を平行に移動させたものである場合には、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化していないと判断することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の姿勢検出装置であって、
前記周囲状況検出手段は、前記自装置周囲の音声を繰り返し検出し、
前記判断手段は、前記周囲状況検出手段によって繰り返し検出された前記自装置周囲の音声を比較し、前記自装置周囲の音声の変化を検出することで、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化したか否かを判断することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の姿勢検出装置であって、
前記判断手段は、前記自装置周囲の音声を比較した結果、前記音声の音源が存在する方向が変化した場合には、自装置周囲と前記周囲状況検出手段との相対位置関係が変化したと判断することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の姿勢検出装置であって、
自装置の姿勢にかかわらずに予め定められた、互いに直交するＸ１軸方向、Ｙ１軸方向、およびＺ１軸方向の加速度を検出する第１加速度検出手段と、
自装置の姿勢の変化に伴って決定される、互いに直交するＸ２軸方向、Ｙ２軸方向、およびＺ２軸方向の加速度を検出する第２加速度検出手段と、をさらに備え、
前記姿勢検出手段は、前記第１加速度検出手段および前記第２加速度検出手段の検出結果に基づいて、下記式（４）により、前記Ｘ２軸を中心とした回転角θＸ、前記Ｙ２軸を中心とした回転角θＹ、および前記Ｚ２軸を中心とした回転角θＺを求めることで、前記Ｘ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸に対する自装置の姿勢を検出することを特徴とする姿勢検出装置。
【数４】
2013117406.tif 000006
【請求項９】
自装置周囲の画像の撮像および／または自装置周囲の音声の検出を行い、該検出結果に基づいて、自装置周囲と自装置との相対的な位置関係が変化したか否かを判断し、該判断の結果、自装置周囲と自装置との相対位置関係が変化したと判断された場合に、自装置の姿勢を検出することを特徴とする姿勢検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢検出装置および姿勢検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自装置にかかる重力加速度の変化を検出することで、自装置の姿勢が変化したことを検出する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４５１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、自装置が、重力方向に延びる軸を中心として回転した場合（水平面上において回転した場合）には、自装置にかかる重力加速度の変化が小さくなるため、自装置の姿勢が変化したことを検出できない場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、自装置の姿勢の変化を適切に検出することが可能な姿勢検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自装置周囲の画像および／または自装置周囲の音声に基づいて、自装置周囲と自装置との相対的な位置関係が変化したか否かを判断し、自装置周囲と自装置との相対位置関係が変化したものと判断された場合に、自装置の姿勢を検出することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自装置が重力方向を中心として回転した場合でも、自装置周囲の画像および／または自装置周囲の音声に基づいて、自装置の姿勢が変化したか否かを適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る携帯端末装置を示す構成図である。
【図２】携帯端末装置の姿勢により決定される、互いに直交する３軸方向の加速度を説明するための図である。
【図３】第１実施形態に係る携帯端末装置を示すブロック図である。
【図４】ＧＰＳユニットにより検出した位置情報に基づいて、携帯端末装置の移動速度を算出する方法を説明するための図である。
【図５】携帯端末装置の姿勢にかかわりなく予め定められている、互いに直交する３軸方向を説明するための図である。
【図６】第１実施形態に係る姿勢検出処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係る携帯端末装置を示す構成図である。
【図８】第２実施形態に係る姿勢検出処理を示すフローチャートである。
【図９】指向性マイクで検出した音声に基づいて、携帯端末装置の姿勢の変化を検出する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、たとえば、ＰＮＤ（Personal Navigation Device）や携帯電話機などのように、ユーザが携帯して持ち運び可能な携帯端末装置であり、ユーザが、このような携帯端末装置を車内に持ち込むことにより、携帯端末装置自体の移動速度を、車両の速度として算出し、算出した車両の速度を、各種ナビゲーションに用いることが可能な携帯端末装置を例示して説明する。
【００１０】
≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係る携帯端末装置１を示す構成図である。第１実施形態に係る携帯端末装置１は、図１に示すように、制御装置１０、ＧＰＳユニット２０、加速度センサ３０、カメラ４０、およびメモリ５０の各構成を備える。
【００１１】
ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット２０は、図示しない複数の衛星通信から送信される電波を検出して、携帯端末装置１の位置情報を取得する。ＧＰＳユニット２０により取得された携帯端末装置１の位置情報は、制御装置１０に送信される。
【００１２】
加速度センサ３０は、携帯端末装置１にかかる加速度を検出する。ここで、図２は、加速度センサ３０にかかる加速度を説明するための図である。加速度センサ３０は、図２（Ａ）に示すように、互いに直交する３軸方向を、それぞれＸ２軸方向、Ｙ２軸方向、およびＺ２軸方向として予め規定しており、Ｘ２軸方向の加速度をＳｘ＊、Ｙ２軸方向の加速度をＳｙ＊、およびＺ２軸方向の加速度をＳｚ＊としてそれぞれ検出する。なお、互いに直交するＸ２軸方向、Ｙ２軸方向、およびＺ２軸方向は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、携帯端末装置１の姿勢に伴って決定される方向であり、たとえば、図２（Ａ）に示す携帯端末装置１の姿勢では、重力方向とＺ２軸方向とが一致するように、互いに直交する３軸方向が決定されるが、図２（Ａ）に示す携帯端末装置１の姿勢と異なる図２（Ｂ）に示す携帯端末装置１の姿勢では、重力方向がＸ２軸方向と一致するように、互いに直交する３軸方向が決定される。なお、加速度センサ３０により検出された加速度Ｓｘ＊、Ｓｙ＊、およびＳｚ＊は、制御装置１０に送信される。
【００１３】
なお、加速度センサ３０により検出される加速度Ｓｘ＊、Ｓｙ＊、およびＳｚ＊はベクトルである。そのため、図２においては、ベクトルであることを示す「→」を、「Ｓｘ」の真上、「Ｓｙ」の真上、「Ｓｚ」の真上に示すことで、加速度センサ３０により検出される加速度を表しているが、下記式（１）に示すように、図２に示す加速度（ベクトルであることを示す「→」を「Ｓｘ」の真上、「Ｓｙ」の真上、「Ｓｚ」の真上に示したもの）と、本明細書の加速度Ｓｙ＊、Ｓｙ＊、およびＳｚ＊とは同義である。以下、Ｘ＊、Ｙ＊、Ｚ＊においても同様である。
【数１】
2013117406.tif 000003
【００１４】
カメラ４０は、例えば、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサ、又はＣＩＤ等の複数の光電変換素子が二次元に配列された光電変換モジュールを備えており、携帯端末装置１周囲の画像を、所定の時間間隔で繰り返し撮像する。なお、カメラ４０により撮像された画像は、制御装置１０に送信される。
【００１５】
制御装置１０は、たとえばユーザが携帯端末装置１を車内に持ち込んだ場合に、ＧＰＳユニット２０から取得した携帯端末装置１の位置情報に基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出し、算出した携帯端末装置１の移動速度を、車両の速度として検出する。また、制御装置１０は、携帯端末装置１の姿勢が変化する度に携帯端末装置１の姿勢を検出しており、たとえば、車両がトンネル内やビルの合間などを走行している際に、ＧＰＳユニット２０から携帯端末装置１の位置情報を取得することができない場合に、携帯端末装置１の姿勢と、加速度センサ３０から取得した加速度とに基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出し、算出した携帯端末装置１の移動速度を、車両の速度として検出することもできる。
【００１６】
制御装置１０は、このように携帯端末装置１の移動速度の算出や、携帯端末装置１の姿勢の検出を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。なお、動作回路としては、ＣＰＵに代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。
【００１７】
そして、制御装置１０は、図３に示すように、携帯端末装置１の移動速度を算出するための移動速度算出部１１０、携帯端末装置１の姿勢を検出するための姿勢検出部１２０、姿勢検出部１２０により検出された携帯端末装置１の姿勢を記憶する姿勢情報記憶部１３０、および携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断する姿勢変化判断部１４０を有する。なお、図３は、第１実施形態に係る携帯端末装置１を示すブロック構成図である。
【００１８】
移動速度算出部１１０は、ＧＰＳユニット２０から携帯端末装置１の位置情報を取得し、取得した携帯端末装置１の位置情報に基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出する。ここで、図４は、ＧＰＳユニット２０により検出された携帯端末装置１の位置情報に基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出する方法を説明するための図である。なお、図４では、ＧＰＳユニット２０により、携帯端末装置１の位置情報が１秒間隔で検出されており、その結果、図４において黒丸で示す位置で、携帯端末装置１の位置情報が検出された場面を例示している。たとえば、図４に示す例において、携帯端末装置１の位置が、Ｐｎの位置からＰｎ＋１の位置に移動した場合、移動速度算出部１１０は、現在のＰｎ＋１の位置情報と、１つ前に検出したＰｎの位置情報とに基づいて、携帯端末装置１の位置情報の検出時間間隔である１秒間（ｓ）における、携帯端末装置１の移動距離Ｒｎ（ｍ）を算出する。これにより、移動速度算出部１１０は、携帯端末装置１の移動速度を、Ｒｎ（ｍ／ｓ）として算出する。なお、移動速度算出部１１０により算出された移動速度は、メモリ５０に記憶される。
【００１９】
また、移動速度算出部１１０は、たとえば、携帯端末装置１を搭載した車両がトンネル内やビルの合間を走行しており、ＧＰＳユニット２０から携帯端末装置１の位置情報を取得することができない場合には、後述する姿勢情報記憶部１３０に記憶されている携帯端末装置１の姿勢情報と、加速度センサ３０により検出された加速度とに基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出する。なお、携帯端末装置１の姿勢情報と、加速度センサ３０により検出された加速度とに基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出する方法の詳細については、後述する。
【００２０】
姿勢検出部１２０は、移動速度算出部１１０によって算出された携帯端末装置１の移動速度および進行方向の情報と、加速度センサ３０により検出された加速度とに基づいて、携帯端末装置１の姿勢の検出を行う。具体的には、姿勢検出部１２０は、携帯端末装置１の姿勢にかかわらずに予め定められた、互いに直交する３軸方向を、それぞれＸ１軸方向、Ｙ１軸方向、およびＺ１軸方向とした場合に、これらＸ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸に対する姿勢検出部１２０の姿勢を検出する。
【００２１】
たとえば、姿勢検出部１２０は、図５に示すように、車両の進行方向（前後方向）をＸ１軸方向、車両の幅方向（Ｘ１軸と水平面において直交する方向）をＹ１軸方向、重力方向をＺ１軸方向として、互いに直交する３軸方向を予め定めている場合には、これらＸ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸に対する姿勢検出部１２０の姿勢を検出する。具体的には、姿勢検出部１２０は、これらＸ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸と、携帯端末装置１の姿勢に伴って決められるＸ２軸、Ｙ２軸、およびＺ２軸とが、それぞれ一致する場合の携帯端末装置１の姿勢に対して、携帯端末装置１を、図２に示すように、Ｘ２軸を中心としてθＸだけ回転させた場合の携帯端末装置１の姿勢を、θＸを求めることにより検出する。また、同様に、姿勢検出部１２０は、これらＸ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸と、携帯端末装置１の姿勢に伴って決定されるＸ２軸、Ｙ２軸、およびＺ２軸とが、それぞれ一致する場合の携帯端末装置１の姿勢に対して、たとえば、携帯端末装置１を、図２に示すＹ２軸を中心としてθｙだけ回転させた場合の携帯端末装置１の姿勢を、θｙを求めることで検出し、Ｚ２軸を中心としてθＺだけ回転させた場合の携帯端末装置１の姿勢を、θＺを求めることで検出する。このように、姿勢検出装置１２０は、Ｘ２軸を中心とした回転角θＸ、Ｙ２軸を中心とした回転角θｙ、およびＺ２軸を中心とした回転角θＺを求めることで、Ｘ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸に対する携帯端末装置１の姿勢を検出する。
【００２２】
なお、本実施形態では、姿勢検出部１２０により検出された携帯端末装置１の姿勢の情報（θｘ，θｙ，θｚ）は、姿勢情報記憶部１３０に記憶され、移動速度算出部１１０により携帯端末装置１の移動速度を算出する際に用いられる。また、本実施形態では、図５に示すように、車両の進行方向（前後方向）をＸ１軸方向、車両の幅方向（Ｘ１軸と水平面において直交する方向）をＹ１軸方向、重力方向をＺ１軸方向として予め定めた場合を例示して説明したが、Ｘ１軸方向、Ｙ１軸方向、Ｚ１軸方向は、互いに直交するものであれば、これらの方向に限定されるものではない。
【００２３】
姿勢変化判断部１４０は、カメラ４０により繰り返し撮像された携帯端末装置１周囲の画像を取得し、取得した携帯端末装置１周囲の画像を比較することで、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断する。そして、本実施形態では、姿勢変化判断部１４０により携帯端末装置１の姿勢が変化したと判断された場合は、上述した姿勢検出部１２０による携帯端末装置１の姿勢の検出が行われる。なお、携帯端末装置１の姿勢の変化を検出する方法の詳細については、後述する。
【００２４】
続いて、図６に基づいて、第１実施形態に係る姿勢検出処理について説明する。第１実施形態に係る姿勢検出処理では、カメラ４０により撮像された画像に基づいて、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断し、携帯端末装置１の姿勢が変化したと判断された場合に、携帯端末装置１の姿勢の検出を行うものである。なお、図６は、第１実施形態に係る姿勢検出処理を説明するフローチャートである。
【００２５】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ４０により、携帯端末装置１周囲の画像の撮像が行われ、カメラ４０により撮像された画像が、カメラ４０から制御装置１０へと送出される。そして、続くステップＳ１０２では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、カメラ４０により撮像された携帯端末装置１周囲の画像が取得され、取得された画像が今回処理画像として、制御装置１０に備えるＲＡＭに記憶される。
【００２６】
ステップＳ１０３では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、前回処理時に撮像された携帯端末装置１周囲の画像（前回処理画像）と、ステップＳ１０１で撮像された今回処理画像との比較が行われる。具体的には、姿勢変化判断部１４０は、制御装置１０のＲＡＭに記憶されている、前回処理時に撮像された携帯端末装置１周囲の画像を前回処理画像として読み出し、読み出した前回処理画像と、ステップＳ１０１で撮像された今回処理画像とを比較し、カメラ４０により撮像された画像が変化したか否かを判断する。
【００２７】
そして、ステップＳ１０４では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、ステップＳ１０３の比較結果に基づいて、前回処理画像と今回処理画像とが異なるか否かの判断が行われる。たとえば、姿勢変化判断部１４０は、前回処理画像と今回処理画像とを比較した結果、画像全体に対して前回処理画像と今回処理画像とで一致する部分の割合が、所定の割合Ｓ１以上であると判断した場合には、前回処理画像と今回処理画像とは一致するものと判断し、ステップＳ１０８に進み、前回処理画像と今回処理画像とは一致するため、携帯端末装置１の姿勢は変化していないものと判断する。一方、姿勢変化判断部１４０は、前回処理画像と今回処理画像とを比較した結果、画像全体に対して前回処理画像と今回処理画像とで一致する部分の割合が、所定の割合Ｓ１未満であると判断した場合には、前回処理画像と今回処理画像とは異なるものと判断して、ステップＳ１０５に進む。なお、所定割合Ｓ１は、特に限定されないが、たとえば、カメラ４０により撮像された画像の変化が、携帯端末装置１の姿勢が変化したことによるものか、あるいは、ユーザの体の一部がカメラ４０の撮像範囲に入った場合など、被写体が移動したことによるものかを判断することができるような割合とすることが好適である。これにより、携帯端末装置１の姿勢は実際に変化していない場合でも、被写体が移動したことにより、携帯端末装置１の姿勢が変化したものと誤って判断されてしまうことを有効に防止することができる。
【００２８】
ステップＳ１０５では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、今回処理画像が、前回処理画像を平行移動させたものであるか否かの判断が行われる。たとえば、姿勢変化判断部１４０は、今回処理画像と前回処理画像とに基づいて、オプティカルフローを求めることにより、今回処理画像が前回処理画像を平行移動させたものであるか否かを判断することができる。そして、今回処理画像が前回処理画像を平行移動させたものであると判断された場合には、ステップＳ１０８に進み、携帯端末装置１は、図２に示すように、Ｘ２軸、Ｙ２軸、またはＺ２軸を中心として回転しておらず、携帯端末装置１の姿勢自体は変化していないものと判断される。一方、今回処理画像が前回処理画像を平行移動させたものではないと判断された場合には、ステップＳ１０６に進む。このように、今回処理画像が前回処理画像を平行移動させたものであるか否かの判断することで、携帯端末装置１の姿勢の変化を適切に検出することができる。
【００２９】
ステップＳ１０６では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、今回処理画像と前回処理画像とは異なるため、携帯端末装置１周囲とカメラ４０との相対位置関係が変化したものと判断され、携帯端末装置１の姿勢が変化したものと判断される。
【００３０】
そして、ステップＳ１０６で、携帯端末装置１の姿勢が変化したものと判断された場合には、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０７で、制御装置１０の姿勢検出部１２０により、携帯端末装置１の姿勢の検出が行われる。以下に、本実施形態における携帯端末装置１の姿勢の検出方法について説明する。
【００３１】
すなわち、姿勢検出部１２０は、まず、図５に示すように、車両の進行方向（前後方向）であるＸ１軸方向の加速度Ｘ＊と、車両の幅方向（Ｘ１軸と水平面において直交する方向）であるＹ１軸方向の加速度Ｙ＊と、重力方向であるＺ１軸方向の加速度Ｚ＊とを算出する。たとえば、姿勢検出部１２０は、ＧＰＳユニット２０により検出された位置情報から、携帯端末装置１の移動速度と進行方向とを求め、携帯端末装置１の移動速度の時間変化量から、Ｘ１軸方向の加速度Ｘ＊とＹ１軸方向の加速度Ｙ＊とを算出することができる。また、Ｚ１軸方向は重力方向であるため、姿勢検出部１２０は、Ｚ１軸方向の加速度Ｓｚ＊を重力加速度−Ｇとして検出することができる。
【００３２】
さらに、姿勢検出部１２０は、加速度センサ３０から、携帯端末装置１の姿勢に伴って決定される、Ｘ２軸方向の加速度Ｓｘ＊、Ｙ２軸方向の加速度Ｓｙ＊、およびＺ２軸方向の加速度Ｓｚ＊を取得する。
【００３３】
ここで、たとえば、図５に示すＸ１軸、Ｙ１軸、１軸と、図２に示すＸ２軸、Ｙ２軸、Ｚ２軸とをそれぞれ一致させた状態から、携帯端末装置１を、Ｘ２軸を中心としてθｘ、Ｙ２軸を中心としてθｙ、および、Ｚ２軸を中心としてθＺだけ回転させた場合、Ｘ１軸方向の加速度Ｘ＊、Ｙ１軸方向の加速度Ｙ＊、およびＺ１軸方向の加速度Ｓｚ＊と、回転後のＸ２軸方向の加速度Ｓｘ＊、Ｙ２軸方向の加速度Ｓｙ＊、およびＺ２軸方向の加速度Ｓｚ＊とを、下記式（２）に示す関係で表すことができる。
【数２】
2013117406.tif 000004
【００３４】
そこで、姿勢検出部１２０は、算出した加速度Ｘ＊、Ｙ＊、Ｚ＊と、加速度センサ３０により検出した加速度Ｓｘ＊、Ｓｙ＊、Ｓｚ＊とに基づいて、上記式（２）により、θｘ、θｙ、θＺを求めることで、図５に示すＸ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸と、図２に示すＸ２軸、Ｙ２軸、およびＺ２軸とがそれぞれ一致する場合の携帯端末装置１の姿勢に対して、Ｘ２軸を中心としてθｘ、Ｙ２軸を中心としてθｙ、および、Ｚ２軸を中心としてθＺだけ回転させた、現在の携帯端末装置１の姿勢を検出することができる。
【００３５】
なお、上記式（２）において、加速度Ｘ＊、Ｙ＊、Ｚ＊および加速度Ｓｘ＊、Ｓｙ＊、Ｓｚ＊は既に得られているため、上記式（２）より、θｘ，θｙ，θＺについての連立方程式が得られることとなる。そのため、姿勢検出部１２０は、θｘ，θｙ，θＺについての連立方程式を解くことで、θｘ，θｙ，θＺをそれぞれ求めることができる。そして、姿勢検出部１２０は、このように求めたθｘ，θｙ，θＺを、Ｘ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸に対する携帯端末装置１の姿勢情報として、姿勢情報記憶部１３０に記憶する。
【００３６】
そして、ステップＳ１０７で携帯端末装置１の姿勢が検出された後、または、ステップＳ１０８で携帯端末装置１の姿勢が変化していないと判断された後は、ステップＳ１０１に戻り、上述した姿勢検出処理が繰り返される。なお、今回処理において今回処理画像として記憶された画像は、次回処理においては、前回処理画像として用いられることとなる。
【００３７】
以上のように、第１実施形態に係る姿勢検出処理が行われる。そして、この姿勢検出処理で検出された携帯端末装置１の姿勢情報は、たとえば、以下に説明するように、車両の移動速度を算出する処理などに用いられる。
【００３８】
すなわち、携帯端末装置１の移動速度算出部１１０は、携帯端末装置１を搭載した車両がトンネル内やビルの合間を走行する場合など、ＧＰＳユニット２０から携帯端末装置１の位置情報を取得することができない場合には、上述した姿勢検出処理によって検出された携帯端末装置１の姿勢情報と、加速度センサ３０により検出された加速度とに基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出する。
【００３９】
具体的には、移動速度算出部１１０は、上述した姿勢検出処理によって、携帯端末装置１の姿勢情報として検出したθｘ，θｙ，およびθＺを、姿勢情報記憶部１３０から取得する。そして、移動速度算出部１１０は、取得したθｘ，θｙ，およびθＺと、加速度センサ３０により検出した加速度Ｓｘ＊、Ｓｙ＊、およびＳｚ＊と基づいて、下記式（３）により、車両の進行方向であるＸ１軸方向の加速度Ｘ＊と、水平面上においてＸ１軸方向に直交するＹ１軸方向の加速度Ｙ＊とを算出する。
【数３】
2013117406.tif 000005
【００４０】
そして、移動速度算出部１１０は、上記式（３）に基づいて算出したＸ１軸方向における加速度Ｘ＊と、Ｙ１軸方向における加速度Ｙ＊との合成ベクトルを生成し、生成した合成ベクトルの時系列データの積算することで、携帯端末装置１の移動速度を算出する。このように、本実施形態では、携帯端末装置１の姿勢情報と、加速度センサ３０により検出した加速度とに基づいて、携帯端末装置１の移動速度を算出することができるため、たとえば、携帯端末装置１を搭載した車両がトンネル内やビルの合間などを走行しているために、ＧＰＳユニット２０から位置情報を検出することができない場合でも、携帯端末装置１を搭載した車両の速度を適切に算出することができる。
【００４１】
なお、このように算出された携帯端末装置１の移動速度は、時系列に沿って、メモリ５０に蓄積されることとなる。そして、メモリ５０に蓄積された移動速度の時系列データは、たとえば、カーナビゲーションを行う際に車両の位置を特定するために用いられたり、ユーザによる省燃費運転（燃費の良い運転）の度合いを決定するために用いられたり、ユーザによる安全運転の度合いなどの運転傾向を分析するために用いられたり、あるいは、営業担当者などの移動履歴を管理者が確認するために用いられる。
【００４２】
以上のように、第１実施形態では、カメラ４０により携帯端末装置１周囲の画像を繰り返し撮像し、カメラ４０により繰り返し撮像された画像を比較する。そして、比較の結果、画像が変化したものと判断された場合には、携帯端末装置１の姿勢が変化したものと判断して、携帯端末装置１の姿勢の検出を行う。このように、第１実施形態では、カメラ４０により撮像された携帯端末装置１周囲の画像に基づいて、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断することで、たとえば、インストルメントパネル、座席シート、またはカップホルダーなどの上に置かれた携帯端末装置１が、重力方向に延びる軸（たとえば、図２（Ｂ）に示す例ではＸ２軸）を中心として回転した場合でも、携帯端末装置１の姿勢の変化を適切に検出することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、カメラ４０により繰り返し撮像された画像を比較することで、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断し、携帯端末装置１の姿勢が変化したと判断した場合には、上記式（２）に示すように、車両の加速度を加味して、携帯端末装置１の姿勢を検出することで、以下のような問題を解決することができる。すなわち、単に、重力加速度の変化により、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断する場合には、たとえば、携帯端末装置１を搭載した車両が加速または減速した際に、携帯端末装置１にかかる重力加速度が、重力加速度と車両の加減速による加速度とのベクトル成分の合成により変化してしまい、これにより、携帯端末装置１の姿勢が変化したものと誤って判断される場合があり、さらに、このような重力加速度に基づいて、携帯端末装置１の姿勢が算出されてしまうため、携帯端末装置１の姿勢を適切に検出することができないという問題があった。これに対して、第１実施形態では、カメラ４０により繰り返し撮像された画像を比較することで、携帯端末装置１を搭載した車両が加速または減速した場合でも、互いに直交するＸ２軸、Ｙ２軸、またはＺ２軸を中心として、携帯端末装置１が回転したか否かを適切に判断することができ、携帯端末装置１の姿勢が変化したかを適切に判断することができるとともに、携帯端末装置１の姿勢が変化した場合には、上記式（２）により、車両の加速度を加味して、携帯端末装置１の姿勢を検出することができるため、携帯端末装置１の姿勢を適切に検出することができる。
【００４４】
≪第２実施形態≫
続いて、第２実施形態に係る携帯端末装置１ａについて説明する。第２実施形態に係る携帯端末装置１ａは、図７に示すように、指向性マイク６０を備えており、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。ここで、図７は、第２実施形態に係る携帯端末装置１ａを示す構成図である。
【００４５】
第２実施形態に係る携帯端末装置１ａは、図７に示すように、指向性マイク６０を備えている。指向性マイク６０は、運転者の音声など、携帯端末装置１ａ周囲の音声を繰り返し検出し、検出した音声の音声データを、制御装置１０に送信する。また、指向性マイク６０は指向性を有しており、指向性マイク６０により検出された音声の音声データに基づいて、音声の音源が存在する方向（音声が発せられた方向）を検出することができるようになっている。そのため、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０は、指向性マイク６０により繰り返し検出された音声を比較することで、該音声の音源の存在する方向が変化したか否かを判断し、音声の音源の存在する方向が変化したと判断した場合に、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したと判断する。なお、携帯端末装置１ａ周囲の音声に基づいて、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したか否かを判断する方法の詳細については、後述する。
【００４６】
続いて、図８に基づいて、第２実施形態に係る姿勢検出処理について説明する。第２実施形態に係る姿勢検出処理は、指向性マイク６０により検出された音声に基づいて、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したか否かを判断し、該判断の結果、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したと判断された場合に、携帯端末装置１ａの姿勢の検出を行うものである。なお、図８は、第２実施形態に係る姿勢検出処理を説明するフローチャートである。
【００４７】
まず、ステップＳ２０１では、指向性マイク６０により携帯端末装置１ａ周囲の音声の検出が行われ、指向性マイク６０により検出された携帯端末装置１ａ周囲の音声の音声データが、指向性マイク６０から制御装置１０へと送出される。そして、続くステップＳ２０２では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、指向性マイク６０により検出された携帯端末装置１ａ周囲の音声の音声データが取得され、取得された音声データが今回処理時音声データとして、制御装置１０に備えるＲＡＭに記憶される。
【００４８】
ステップＳ２０３では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、前回処理時において検出された携帯端末装置１ａ周囲の音声の音声データ（前回処理時音声データ）と、ステップＳ２０２で取得された今回処理時音声データとの比較が行われる。ここで、本実施形態の指向性マイク６０は指向性を有しており、姿勢変化判断部１４０は、指向性マイク６０により検出された携帯端末装置１ａ周囲の音声の音声データに基づいて、該音声の音源が存在する方向（音声が聞こえてくる方向）を検出することができる。
【００４９】
たとえば、図９（Ａ）に示す例では、音源である運転者が、携帯端末装置１ａのＺ２軸方向よりもθａの角度の方向に存在しているため、姿勢変化判断部１４０は、指向性マイク６０により検出された音声の音源が、Ｚ２軸方向よりもθａの角度の方向に存在していると検出することができる。また、図９（Ｂ）に示す例では、音源である運転者が、携帯端末装置１ａのＺ２軸よりもθｂの角度の方向に位置しており、姿勢変化判断部１４０は、指向性マイク６０からの音声の音源が、Ｚ２軸に対してθｂの角度の方向に存在していると検出することができる。
【００５０】
このように、図９に示す例では、携帯端末装置１ａがＸ２軸を中心として角度（θｂ−θａ）だけ回転しているため、姿勢変化判断部１４０は、図９（Ａ）に示す例で検出された音声と、図９（Ｂ）に示す例で検出された音声とを比較した場合に、図９（Ａ）に示す例で検出された音声の音源が存在する方向と、図９（Ｂ）に示す例で検出された音声の音源が存在する方向とが異なるものであると判断する。なお、図９は、指向性マイク６０で検出された音声に基づいて、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したか否かを判断する方法を説明するための図である。
【００５１】
ステップＳ２０４では、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０により、ステップＳ２０３の比較結果に基づいて、前回処理時に音源が存在していた方向と、今回処理時に音源が存在している方向とが異なるか否かの判断が行われる。そして、図９に示す例のように、前回処理時に音源が存在していた方向と今回処理時に音源が存在している方向とが異なるものであると判断された場合には、ステップＳ２０５に進み、姿勢変化判断部１４０により、携帯端末装置１ａ周囲と携帯端末装置１ａとの相対位置関係が変化したものと判断され、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したものと判断される。一方、前回処理時に音源が存在していた方向と、今回処理時に音源が存在している方向とが同じ場合には、ステップＳ２０６に進み、姿勢変化判断部１４０により、携帯端末装置１ａの姿勢は変化していないものと判断される。
【００５２】
そして、ステップＳ２０５で、携帯端末装置１ａの姿勢が変化したものと判断された場合には、ステップＳ２０７に進み、第１実施形態のステップＳ１０８と同様に、制御装置１０の姿勢検出部１２０により、携帯端末装置１ａの姿勢の検出が行われる。
【００５３】
以上のように第２実施形態では、指向性マイク６０で検出した携帯端末装置１周囲の音声に基づいて、前回処理時に検出された音声と今回処理時に検出された音声とを比較して、前回処理時に音源が存在していた方向と、今回処理時に音源が存在している方向とが異なるか否かを判断することで、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを判断する。これにより、第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、車室内が暗い場合や、携帯端末装置１が鞄の中に入っている場合などでも、携帯端末装置１周囲の音声に基づいて、携帯端末装置１の姿勢の変化を適切に検出することができる。
【００５４】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。たとえば、本発明の実施形態は、上述した第１実施形態または第２実施形態に限られるものではなく、また上述した第１実施形態と第２実施形態を組み合わせてもよい。
【００５５】
また、上述した第１実施形態では、携帯端末装置１がカメラ４０を備える構成を例示したが、カメラ４０の数は特に限定されるものではなく、たとえば、一対のカメラ４０を備え、この一対のカメラ４０のうち、一方のカメラ４０を携帯端末装置１の一方の主面に設けるとともに、他方のカメラ４０を携帯端末装置１の他方の主面に設ける構成としてもよい。これにより、たとえば、ユーザが、携帯端末装置１を、車室内の座席シートの上に、一方のカメラ４０を下向きにして置いた場合でも、もう一方のカメラ４０で画像を適切に撮像することができるため、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かを適切に判断することができる。
【００５６】
さらに、上述した第１実施形態では、前回処理画像と今回処理画像とが異なるものと判断された場合には、携帯端末装置１の姿勢は変化したものと判断する構成を例示したが、この構成に加えて、たとえば、画像全体に対して前回処理画像と今回処理画像とで異なる部分の割合が、上述した所定の割合Ｓ１よりも低い所定の割合Ｓ２以下であるか否かをさらに判断し、画像全体に対して前回処理画像と今回処理画像とで異なる部分の割合が所定の割合Ｓ２以下である場合には、携帯端末装置１の姿勢は変化していないと判断する構成としてもよい。なお、所定割合Ｓ２は、特に限定されないが、たとえば、画像の変化が、ノイズによるものであるか否かを判断することができる割合とすることができる。このように、画像全体に対して前回処理画像と今回処理画像とで異なる部分の割合が所定の割合Ｓ２以下である場合には、カメラ４０で撮像した画像の変化は、携帯端末装置１自体の姿勢の変化によるものではなく、たとえば、ノイズによるものであると判断し、携帯端末装置１自体の姿勢が変化していないものと判断することで、携帯端末装置１の姿勢が変化したか否かをより適切に判断することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態のカメラ４０および指向性マイク６０は、本発明の周囲状況検出手段に、制御装置１０の姿勢検出部１２０は、本発明の姿勢検出手段に、制御装置１０の姿勢変化判断部１４０は、本発明の判断手段に、ＧＰＳユニット２０および姿勢検出部１２０は、本発明の第１加速度検出手段に、加速度センサ３０は、本発明の第２加速度検出手段に、それぞれ相当する。
【符号の説明】
【００５８】
１…携帯端末装置
１０…制御装置
１１０…移動速度検出部
１２０…姿勢検出部
１３０…姿勢情報記憶部
１４０…姿勢変化判断部
２０…ＧＰＳユニット
３０…加速度センサ
４０…カメラ
５０…メモリ
６０…指向性マイク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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